Fernsteuerung

Fernsteuersender

...werden einfach benötigt, um ein Modell sinnvoll zu steuern. Eine kleine Übersicht über die verwendendeten Techniken und Typen erfolgt in diesem Abschnitt des Wikis.

Hand-/Pultsender

Die Art und Weise, wie ein Fernsteuersender gehalten werden kann, läßt sich in zwei Gruppen aufteilen:

Pultsender

Pultsender werden in einem 'Tragepult' mit einem Umhängeriemen um den Hals getragen. Die Hände liegen dabei auf Handauflagen auf dem Sender oder auf in das Tragepult eingearbeiteten Handauflagen. Das hat den Vorteil, daß eine unruhige Hand (wie bei älteren Semestern unter den Modellpiloten vorkommend ;) ) sich ein wenig beruhigt. Die Steuerung erfolgt durch Daumen und Zeigefinger, die den Steuerknüppel umfassen. Durch diese Trageart sind auch größere und schwerere Sender verwendbar, die, wenn man sie in den Händen halten würde, innerhalb kürzester Zeit zur Ermüdung der Armmuskeln führen würden.

--Bild Pultsender einfügen--

Handsender

Im Gegensatz zu Pultsendern werden Handsender mit den Sender halb umfassenden Händen bedient. Dabei werden die Steuerknüppel mit den Daumen oder Daumen und Zeigefinger (Fingerakrobatik mit Verrenkungsgefahr bei großen Fernsteuersendern vorprogrammiert) gesteuert. Handsender sollten sich durch ein geringes Gewicht auszeichnen, also vor dem Kauf in die Hand nehmen und ausprobieren!

Dieser Sendertyp ist im amerikanischen Raum sehr stark verbreitet, Pultsender werden dort kaum verwendet.

--Bild Handsender einfügen--

Ob nun Hand- oder Pultsender zu verwenden sind, daran scheiden sich die Geister, jeder sollte für sich entscheiden, wie er seinen Hubschrauber am besten steuern kann.

Anlagen ohne Computer

Analoge Fernsteuersender, ohne einen eingebauten Mikroprozessor sind im Funktionsumfang im Vergleich zu Computeranlagen sehr beschränkt.

Im Modellhubschrauberbereich eignen sie sich für kaum mehr als einen einfachen, pitchgesteuerten Hubschrauber. Ein einfacher Modellwechsel ist eigentlich kaum möglich, den Komfort die Fernsteuerung modellspezifisch zu programmieren, die Trimmwerte modellgebunden und auch zwischen 2 Modellwechseln zu speichern, vermisst man bei ihnen völlig.

Eine einfache Computeranlage liegt bei knapp über 100,- Euro (Robbe/Futaba FX18, Stand Mitte 2005) und sollte jeder prozessorlosen Anlage vorgezogen werden.

Computeranlagen

Computeranlagen sind relativ einfach am digital LC-Display zu erkennen, sie enthalten einen oder mehrere Mikroprozessoren, der die gesamte Steuerung übernimmt. Zu den Aufgaben des Prozessors gehört unter anderem die Auswertung der Steuerknüppelstellungen, das Berechnen der Mixfunktionen, das Aktualisieren des Displays sowie die Erzeugnung der Impulse oder des PCM Signals, welche dann vom Hochfrequenzteil des Senders abgestrahlt werden.

Vorteile

• Einstellungen für mehrere Modelle können abgespeichert werden
• diverse Mixer können programmiert werden (z.B. Gas-Pitch Kurve)
• Zusatzfunktionen wie z.B. Flugzeittimer usw.

Nachteile

• eine teilweise aufwändige Programmierung (abhängig vom Modell)
• teuer in der Anschaffung
• Reaktionsverzögerung (Latenz) von einigen Millisekunden (vom Sender anhängig)

Modulation

Mit der Modulation ist die 'Aufprägung' einer Information auf ein hochfrequentes Trägersignal gemeint. Im Modellbau kommen hauptsächlich zwei Modulationsarten zum Einsatz: Die Amplituden- und die Frequenzmodulation.

AM

Amplitudenmodulation (AM) ist ein Modulationsverfahren. Dabei wird die Amplitude ("Lautstärke") des Trägersignals durch das zu übertragende Signal beeinflusst. Die Amplitudenmodulation ist eine sehr einfache Modulationsart und schaltungstechnisch sowohl bei der Modulation als auch bei der Demodulation sehr einfach zu beherrschen. Durch ihre Einfachheit ist die Amplitudenmodulation sehr störanfällig. Änderungen der Empfangsstärke (der Lautstärke) führen schon zu einem scheinbaren Nutzsignal, da die Informationen in der "Lautstärke" des Signals gespeichert sind.

Sie kommt deswegen nur in sehr preiswerten, ferngesteuerten Modellspielzeugen zum Einsatz.

FM

Frequenzmodulation (FM) ist ein Modulationsverfahren, bei welchem die Trägerfrequenz durch das zu übertragende Signal beeinflusst wird. Die Frequenzmodulation ist eine Winkelmodulation und verwandt mit der Phasenmodulation. Die Frequenzmodulation ist unanfällig gegenüber Störungen der Amplitude des modulierten Signals, da die Höhe der Amplitude keine Signalinformationen enthält.

PPM

Das PPM-Signal, kurz für Puls-Pause-Modulation, ist ein Signal, welches die Information über die gewünschte Servoposition mittels der Länge der übermittelten Impulse überträgt.

Ein PPM Signal sieht wie folgt aus:

   ____   _   _  _   _   __
 _|    |_| |_||_| |_| |_|  |_
o------------------------------> t

Der erste Impuls ist der Längste. Er hat die Aufgabe den Empfänger auf das eintreffende Datenpaket zu synchronisieren. Im Normalfall beträgt seine Länge ca. 20 ms. Die folgenden Impulse stellen je einen Fernsteuerungskanal dar (in diesem Besipiel sind hier 5 Fernsteuerungskanäle dargestellt). In ihrer Impulslänge ist die Information über die vom Piloten gewünschte Servoposition gespeichert. Die Impulslänge kann zwischen 1 und 2 Millisekunden betragen, wobei eine Pulslänge von 1,5ms eine Neutralstellung des Servos bedeutet, eine Länge von 1ms den Servominimalausschlag und eine Länge von 2ms den Servomaximalausschlag. In welche Richtung der Ausschlag ausgeführt wird, das kann man bei vielen Computersendern einstellen.

Einige Hersteller verwenden eine Impulslänge von 0,8-1,8ms mit einer Neutralposition von 1,3ms, dies bedeutet eine veränderte Neutralstellung des Servos beim Fernsteuerungswechsel! Davon mal abgesehen, ist das PPM System herstellerübergreifend verwendbar, Fernsteuersender und Empfänger sind von verschiedenen Herstellern kombinierbar!

Ein Vorteil des PPM-Systems ist die Einfachheit des Signals, zugleich aber auch der größte Nachteil: an der Grenze der Fernsteuerungsreichweite kann es zum Servozucken kommen.

PCM

Die PCM, kurz für Puls-Code-Modulation, ist eine rein digitale Datenübertragung.

Leider ist die Datenübertragung nicht herstellerübergreifend wie beim PPM-Signal.

Die Pulscodemodulation ist ein Verfahren zur Mehrfachausnutzung von Nachrichtenkanälen. Das Grundsystem sieht die zeitliche Verschachtelung mehrerer Nachrichten (analoge Signale) vor, um sie auf einer gemeinsamen Leitung übertragen zu können.

Eigenschaften der PCM-Technik: - Regeneration der Signale - Unabhängigkeit des Signal-Rausch-Abstandes von der Länge der Übertragungsstrecke - geringe Empfindlichkeit gegen Übersprechen - Übertragung auch bei alten, elektrisch ungünstigen Leitungen möglich - Signalübertragung in Form binär kodierter Impulse - PCM-Technik hauptsächlich mit Halbleitern und integrierten Schaltkreisen realisierbar - Datenübermittlung geschieht vollelektronisch

Funktionsbelegungen

Die Funktionsbelegung sind vom Modus, engl. Mode abhängig, mit der die Fernsteuerung betrieben wird, sowie von der Fernsteuerung selbst (einige Modelle erlauben eine freie Zuweisung der Steuerfunktionen zu den Kanälen).

Eine kleine Übersicht über die Standardbelegungen erfolgt anschließend.

Drehzahlgesteuerte Helis

• 1 Nick
• 2 Roll
• 3 Drehzahl
• 4 Gier (Heck)

zusätzlich

• 5 Kreiselempfindlichkeit
• Sender mit mindestens 4 Funktionen nötig.

Pitchgesteuerte Helis

• 1 Nick
• 2 Roll
• 3 Gas (für Verbrenner-Helis), wird aber über die Gas-Kurve vom Pitch mitgesteuert
• 4 Gier (Heck)
• 5 Pitch

zusätzlich

• 6 Kreiselempfindlichkeit
• 7 Drehzahlvorgabe für zusätzlichen Drehzahlregler
• Sender mit mindestens 5 Funktionen nötig.

Modus

Mit dem Fernsteuermodus wird die Zuordung der Fernsteuerfunktionen zu den Knüppelachsen beschrieben. Im englischen Sprachraum ist dies der 'Mode'. Die verschiedenen Modi sind wie folgt belegt.

Funktionen der Kreuzknüppel	Nick links Pitch Rechts	Pitch links Nick Rechts
Heck links Roll rechts	Modus 1 Nick Pitch I I Gier ---o--- ---o--- Roll I I Taumelscheibe getrennt	Modus 2 Pitch Nick I I Gier ---o--- ---o--- Roll I I Taumelscheibe rechts Der meist genutzte Modus, vor allem im englischen Sprachraum und Asien.
Roll links Heck rechts	Modus 3 Nick Pitch I I Roll ---o--- ---o--- Gier I I Taumelscheibe links	Modus 4 Pitch Nick I I Roll ---o--- ---o--- Gier I I Taumelscheibe getrennt Pitch links Meist von Umsteigern von Flächenflugzeugen auf Helis benutzt.

Pitchmodus

Zusätzlich wird auch unterschieden, ob Pitch durch:

• drücken (Knüppel nach vorn, vom Körper weg => positives Pitch, Knüppel nach hinten, zum Körper hin => negatives Pitch)
• ziehen (Knüppel nach vorn, vom Körper weg => negatives Pitch, Knüppel nach hinten, zum Körper hin => positives Pitch)

gesteuert wird.

Die Möglichkeit dies frei auszuwählen unterstützen allerdings nicht alle Fernsteuerungen!

Spezialfunktionen

Expo

Expo ist die Abkürzung für Exponential. Wird diese Funktion an einer Computerfernsteuerung eingestellt, dann werden die Servoausschläge bei kleinen Steuerknüppelausschlägen entweder vergrößert oder verkleinert, je nach dem ob Expo positiv oder negativ eingestellt wurde. Die Stärke der Ausschläge wird vom eingestellten Wert bestimmt.